Як намалювати карту Землі

То як же справляються ті, хто їх робить? Спробуй провести цей досвід, щоб створити свою маленьку планету. Потім «розпрями» її і подивися, що вийде!

Ти колись розглядав карту і уявляв, як об'їдеш увесь світ? А може, ти уявляєш, як малюєш карту своїх пригод, подорожей та відкриттів? Але ж Земля кругла, так як намалювати точну плоску карту? За всю історію існування карт картографи вигадали не один спосіб створювати карти Землі. Жодна з них не може зобразити поверхню планети зі 100-відсотковою точністю, але кожна використовується для тих чи інших цілей. Проведи цей досвід і дізнайся, як сьогоднішні картографи могли б допомогти дослідникам минулого.

Вступ

Створення карти невеликої території може бути відносно легким заняттям, але карта усієї поверхні Землі – зовсім інше завдання. Картографи (творці карт) вигадали кілька способів створювати плоскі зображення Землі. Це звані проекції. Але як їм це вдається? Є кілька способів, і кожен із них так чи інакше спотворює дійсність. Під час створення карти вчені використовують індикатрису Тиссо, узагальнену характеристику спотворень картографічних проекцій. Сьогодні ти спробуєш зробити щось подібне. Ти намалюєш кола рівного діаметра на всій поверхні своєї планети (на повітряній кулі), створиш проекцію, яку називають проекцією Меркатора, і вивчиш, як спотворюється місце розташування, форма та відстань між колами. Ти дуже здивуєшся, побачивши, як виглядає пласка карта твоєї планети.

Матеріали

Поверхня, покрита захисним матеріалом (наприклад, газетами)
Повітряна куля середніх розмірів (біля30 см діаметром)
Кришка від пластикової пляшки
Водостійкий маркер (найкраще середньої товщини)
Ножиці
6 кнопок
Картон (20×25 см); він повинен бути щільним, або використовуй два аркуші картону, скріплені разом; в нього належить встромляти кнопки
Два помічники (можеш спробувати впоратися сам, але допомога тобі не завадить)

Підготовка

Планетою нам стане повітряна куля. Надуй його приблизно наполовину та зав'яжи. Верхня частина кулі та вузлик знизу – Північний та Південний полюси нашої планети відповідно. Ти можеш відзначити Північний полюс буквою "N" (англ. North - північ), а Південний - буквою "S" (англ. South - південь) за допомогою маркера. Намалюй екватор. Це уявна лінія, що розділяє планету навпіл. Він знаходиться посередині між полюсами.

Примітка : працюй на поверхні, захищеній газетами або іншим матеріалом, оскільки водостійкий маркер може залишати плями, які важко виводити!

Намалюй 4 лінії довготи (меридіани), розташовані на рівній відстані. Меридіани – уявні лінії, що оперізують всю планету, які з'єднують Південний та Північний полюси. Вони перпендикулярні (під прямим кутом) екватору.

Наша куля схожа на Землю? Чим? А в чому відмінність?

Досвід

Натхненні методами, які використовують вчені, ми намалюємо кола однакового розміру по всій поверхні нашої планети, зробимо проекцію (плоску карту) та подивимося на спотворення.
Почни малювати перше коло на перетині екватора та лінії довготи. Для цього приклади до кулі кришку від пляшки та обведи маркером. Тепер намалюй такі ж кола із центрами на перетинах екватора з трьома іншими лініями довготи. Намалюй ще 4 кола між наявними. Намагайся,щоб усі кола були на рівній відстані один від одного. Намалюй кола з центром на Південному та на Північному полюсах. Намалюй 8 кіл у Північній півкулі приблизно на півдорозі між екватором та Північним полюсом із двома колами між кожною парою ліній довготи. Ти помітив, що ці кола розташовані на одній лінії широти? Зроби те саме з Південною півкулею. Загалом у тебе має вийти 26 кіл.

Перевір свою кулю. Як розподілено кола? Чи розподілені вони на екваторі рівномірно? А як щодо кіл між екватором та полюсами? Зверніть увагу, ці кола теж повинні бути на одній лінії широти. Чи всі кола вийшли на рівній відстані?

Акуратно відріж вузлик кулі. Дозволь йому здмухатися самому, не лопай його! Акуратно розріж кулю по лінії довготи (від полюса до полюса). Будь уважним на верхівці – якщо розрізати саму верхівку, наша куля може деформуватися на наступних етапах досвіду. А тепер спробуємо зробити пласку карту нашої планети.

Як ти думаєш, як на ній виглядатимуть наші кола?

Поклади картон на робочу поверхню. Підготуй кнопки. Розтягни здуту кулю, постарайся зробити її настільки прямокутної форми, наскільки це можливо (це простіше зробити разом із помічником, одна людина тримала б одну сторону, друга – іншу). Постарайся, щоб екватор та лінія довготи були максимально прямими.

Як змінюють свою форму та розмір кола? Чому ми намагаємося розтягнути кулю прямокутника? Навіщо екватору та меридіанам потрібно бути максимально прямими на нашій проекції?

Разом з помічниками прикріпи розтягнуту кульку на картон. Краще встромляти кнопки під нахилом, інакше вони можуть відлетіти через натяг кулі. Якщо куля порвалася, спробуй поправити це місце за допомогою додатковоїкнопки. Подивіться на свою карту, особливо на розмір кіл.

Чи всі кола, як і раніше, одного розміру?

Тепер зверніть увагу на відстань між колами. Воно досі однакове? Пам'ятай, кола на екваторі були на однаковій відстані, як і кола між екватором та кожним полюсом. Кола в Північній та Південній півкулях були намальовані на півдорозі між полюсами та екватором. Це все ще так на твоїй плоскій карті?

Йдемо далі. Дивимось на форму наших кіл. Це, як і раніше, кола? Чи їхня форма спотворена на плоскій карті? Пам'ятай, на початку ти малював рівні кола.

Отже, проекція, яку ми зробили, подібна до проекції Меркатора, яка часто використовується для створення карт світу. Знайди проекцію Меркатора та порівняй розмір Північної Америки та Африки.

Чи можна дивлячись на цю карту дійти невтішного висновку, що Північна Америка більше, ніж Африка? Чи менше, ніж Африка? Чи такого ж розміру, як Африка? Чи достатньо інформації, щоб зробити висновок про розмір цих континентів?

Спостереження та результати

Чи змінили круги на карті свій розмір? Чи змінили вони форму? Чи залишились круглими? Так як одні частини кульки розтяглися більше, ніж інші, кола перестали бути одного розміру. Це вказує на те, що відносний розмір та відстані в цій проекції спотворюються. Кола на екваторі (і будь-якої іншої лінії широти) залишилися більш-менш одного розміру; з цього випливає, що об'єкти, що знаходяться на одній лінії широти, залишаються приблизно одного розміру. Що стосується розміру кіл на екваторі, спотворення відчувається тим сильніше, що далі ти від лінії екватора; Найбільше спотворення виходить на полюсах. Цим пояснюється похибка у проекції Меркатора під час вимірюваннярозмірів та відстаней.

Май на увазі: ти не можеш застосувати всі свої висновки, зроблені з цього досвіду до проекції Меркатора. Карта, яку ти щойно зробив із повітряної кулі, показує приблизне спотворення, але не є проекцією Меркатора.

На твоїй проекції більшість кіл мали залишитися колами, тобто форма і відстань між ними дотримуються і на плоскій карті. На реальній проекції Меркатора лінії довготи абсолютно прямі, і напрямок дотримується з великою точністю, тому такі проекції дуже зручно використовувати в навігації.